Differenziale limitato: come funziona?

2024 Autore: Erin Ralphs | [email protected]. Ultima modifica: 2024-02-19 17:04

Il termine “blocco del differenziale”, o “differenziale limitato” (autobloccante), è stato sentito da molti automobilisti, ma solo pochi sanno come appare nella pratica questo processo. E se le case automobilistiche precedenti equipaggiavano una tale "opzione" principalmente con SUV, ora può essere trovata anche su una bella city car. Inoltre, spesso i proprietari di auto sprovviste di autobloccanti, avendo capito quali vantaggi apportano, le installano da sole.

Ma prima di capire come funziona un differenziale autobloccante, devi capire come funziona senza bloccaggio.

Cos'è un differenziale

Il differenziale (diff) può essere giustamente considerato uno degli elementi principali del progetto di trasmissione dell'auto. Con il suo aiuto avviene la trasmissione, il cambio e la distribuzione della coppia prodotta dal motore tra una coppia di utenze: ruote poste sullo stesso asse della macchina o tra i suoi assi. Inoltre, la forza del flusso di energia distribuita, se necessario, può essere diversa, il che significa che la velocità di rotazione delle ruote è diversa.

BÈ possibile installare il differenziale di trasmissione dell'auto: nell'alloggiamento dell'asse posteriore, nel cambio e nella scatola di trasferimento, a seconda del dispositivo o dei dispositivi di trasmissione.

Quei differenziali installati nel ponte o nel cambio sono chiamati interwheel e che si trovano rispettivamente tra gli assi dell'auto - interasse.

Assegnazione differenziale

Come sapete, un'auto effettua varie manovre durante la guida: svolte, cambi di corsia, sorpassi, ecc. Inoltre, il fondo stradale può contenere dei dossi, il che significa che le ruote dell'auto, a seconda della situazione, nello stesso tempo può coprire distanze diverse. Pertanto, ad esempio, quando si gira, se la velocità di rotazione delle ruote sull'asse è la stessa, una di esse inizierà inevitabilmente a slittare, il che comporterà un'usura accelerata degli pneumatici. Ma questo non è il peggiore. Molto peggio, la manovrabilità del veicolo è notevolmente ridotta.

Per risolvere tali problemi, hanno escogitato un differenziale, un meccanismo che ridistribuirà l'energia proveniente dal motore tra gli assi dell'auto in base al valore della resistenza al rotolamento: più è basso, maggiore è la velocità della ruota sarà e viceversa.

Meccanismo differenziale

Oggi ci sono molte varietà di differenze e il loro dispositivo è piuttosto complesso. Tuttavia, il principio di funzionamento è generalmente lo stesso, quindi sarà più facile capire il tipo più semplice: un differenziale aperto, che consiste dei seguenti elementi:

1. Ingranaggi montati su semiassi.
2. Ingranaggio guidato (corona), realizzato a forma di tronco di cono.
3. Un ingranaggio conduttore montato all'estremità dell'albero di trasmissione, che insieme alla corona forma l'ingranaggio principale. Poiché l'ingranaggio condotto è più grande dell'ingranaggio conduttore, quest'ultimo dovrà compiere diversi giri attorno al proprio asse prima che la corona dentata ne esegua solo uno. Pertanto, sono questi due elementi del differenziale che riducono la quantità di energia (velocità) che alla fine raggiunge le ruote.
4. I satelliti che formano l'ingranaggio planetario, che svolge un ruolo fondamentale nel fornire la necessaria differenza nella velocità di rotazione delle ruote.
5. Casi.

Come funziona il differenziale

Durante il movimento rettilineo dell'auto, i suoi semiassi, e quindi le ruote, ruotano alla stessa velocità dell'albero di trasmissione con il suo ingranaggio elicoidale. Ma durante la svolta, il carico sulle ruote diventa diverso (uno di loro cerca di girare più velocemente) e, a causa di questa differenza, i satelliti vengono rilasciati. Ora l'energia del motore li attraversa e poiché una coppia di satelliti sono due ingranaggi separati e indipendenti, una diversa velocità di rotazione viene trasmessa ai semiassi. Pertanto, la potenza generata dal motore è distribuita tra le ruote, ma in modo non uniforme, e in funzione del carico che agisce su di esse: ciò che si muove lungo il raggio esterno subisce una minore resistenza al rotolamento, quindi il differenziale gli trasferisce più energia, girandopiù veloce.

Non c'è differenza nel modo in cui funzionano il differenziale centrale e il differenziale ruota: il principio di funzionamento è simile, solo nel primo caso la coppia distribuita è diretta agli assi del veicolo, e nel secondo - alle sue ruote situato sullo stesso asse.

La necessità del differenziale centrale diventa particolarmente evidente quando si guida un'auto su terreni accidentati, quando il suo peso preme sull'asse più basso dell' altro, ad esempio in salita o in discesa.

Problema differenziale

Nonostante il fatto che il differenziale svolga sicuramente un ruolo importante nella progettazione dell'auto, il suo funzionamento a volte crea problemi al guidatore. Vale a dire: quando una delle ruote si trova su un tratto di strada scivoloso (fango, ghiaccio o neve), l' altra, situata su un terreno più duro, inizia a subire un carico maggiore, il differenziale cerca di risolverlo, reindirizza l'energia del motore alla ruota scorrevole. Pertanto, risulta che riceve la massima rotazione, mentre l' altro, che ha una presa salda sul terreno, rimane semplicemente fermo.

Proprio per risolvere tali problemi è stato inventato il bloccaggio (disabilitazione) del differenziale.

Il principio del blocco e i suoi tipi

Capito il principio del differenziale, possiamo concludere che se lo blocchi, la coppia aumenterà sulla ruota o sull'asse che ha il miglior grip. Questo può essere fatto collegando il suo corpo a uno dei due semiassi o bloccando la rotazione dei satelliti.

Bloccapuò essere completo - quando le parti del differenziale sono collegate rigidamente. Viene eseguito, di regola, con l'aiuto di una frizione a camme ed è controllato dal conducente attraverso un azionamento speciale dalla cabina dell'auto. Oppure può essere parziale, nel qual caso alle ruote viene trasmessa solo una forza limitata: è così che funziona un differenziale autobloccante, che non richiede l'intervento umano.

Come funziona un differenziale autobloccante

Il differenziale autobloccante è essenzialmente un compromesso tra un blocco pieno e un differenziale libero, e consente di ridurre lo slittamento delle ruote della vettura in caso di differenza di coefficiente di trazione tra di loro. Pertanto, le capacità di cross-country, la manovrabilità fuoristrada e la dinamica dell'accelerazione del veicolo sono notevolmente aumentate, indipendentemente dalla qualità della strada.

L'autobloccaggio elimina il bloccaggio completo delle ruote, che protegge i semiassi dai carichi critici che possono verificarsi sui differenziali a sgancio forzato.

I blocchi degli assali vengono rilasciati automaticamente se le velocità delle ruote si equalizzano durante la guida in rettilineo.

I tipi più comuni di autoblocchi

Il blocco automatico del disco è un insieme di dischi di attrito (sfregamento) installati tra il corpo del differenziale e l'ingranaggio dell'asse.

Non è difficile capire come funziona un differenziale con un tale blocco: mentre l'auto procede in linea retta, il corpo del differenziale ed entrambi i semiassi ruotano insieme, non appena c'è una differenza di velocità di rotazione (la ruota ha urtato una zona scivolosa), si verifica un attrito tra i dischi, riducendolo. Cioè, la ruotarimanendo su terreno duro continuerà a ruotare, invece di fermarsi, come nel caso di un differenziale libero.

Il giunto viscoso, o altrimenti giunto viscoso, così come il precedente diff, contiene due pacchi di dischi, solo questa volta perforati, installati tra loro con un piccolo spazio vuoto. Una parte dei dischi ha una frizione con il corpo, l' altra con l'albero di trasmissione.

I dischi vengono posti in un contenitore riempito con un liquido di organosilicio, che, ruotato uniformemente, rimane in alterato. Non appena c'è una differenza di velocità tra le confezioni, il liquido inizia ad addensarsi velocemente e con forza. C'è resistenza tra le superfici perforate. Un pacco eccessivamente disteso viene così rallentato e la velocità di rotazione viene livellata.

Autobloccante dentato (vite, vite senza fine). Il suo lavoro si basa sulla capacità della coppia di vite senza fine di incunearsi e quindi bloccare i semiassi quando si verifica una differenza di coppia su di essi.

Autoblocco della camma. Per capire come funziona questo tipo di differenziale, è sufficiente immaginare un differenziale aperto, in cui sono installate coppie di ingranaggi (a camme) al posto di un meccanismo ad ingranaggi planetari. Le camme ruotano (s altano) quando le velocità delle ruote sono quasi le stesse e vengono bloccate (inceppate) non appena una di esse inizia a slittare.

Non c'è differenza nel modo in cui funziona il bloccaggio del differenziale centrale e del differenziale interruota - il principio di funzionamento è lo stesso, le differenzesolo alle estremità: nel primo caso - due assi, nel secondo - due ruote montate sullo stesso asse.

Il "Niva" domestico e i suoi differenziali

Niva occupa un posto speciale nella linea dei VAZ domestici: a differenza dei suoi "parenti" sulla catena di montaggio, questa vettura è dotata di una trazione integrale non commutabile.

Nella trasmissione del SUV VAZ sono installati tre differenziali: differenziali interruota su ciascun asse e differenziali interassiali nella scatola di trasferimento. Nonostante un tale numero, non dovrai capire come funzionano di nuovo i differenziali sulla Niva. Tutto è esattamente come descritto sopra. Cioè, durante il movimento rettilineo della macchina, a condizione che non vi siano slittamenti sulle ruote, la forza di trazione tra loro è distribuita uniformemente ed ha lo stesso valore. Quando una delle ruote inizia a slittare, tutta l'energia del motore, passando attraverso i differenziali, viene diretta a questa ruota.

Bloccaggio differenziale Niva

Prima di parlare di come funziona il bloccaggio del differenziale sulla Niva, va notato un punto, ovvero chiarire lo scopo della maniglia anteriore (piccola) del ripartitore di coppia.

Alcuni guidatori credono che con il suo aiuto la trazione anteriore sia attivata nell'auto - non è così: sia la trazione anteriore che quella posteriore della Niva sono sempre impegnate e questa maniglia controlla il trasferimento caso differenziale. Cioè, mentre è impostato nella posizione "avanti", il differenziale funziona normalmente e quando"indietro" - disattivato.

E ora direttamente sul bloccaggio: quando il differenziale è spento, gli alberi della scatola di trasferimento vengono chiusi da una frizione, equalizzando così forzatamente le loro velocità di rotazione, ovvero la velocità totale delle ruote dell'asse anteriore è uguale a la velocità totale dell'asse posteriore. La distribuzione della spinta avviene nella direzione di maggiore resistenza. Diciamo che la ruota posteriore sta slittando, se accendi il blocco, la forza di trazione andrà all'asse anteriore, le cui ruote allungheranno l'auto, ma se anche la ruota anteriore scivola insieme alla ruota posteriore, allora la Niva non uscirà da solo.

Per evitare che ciò accada, gli automobilisti installano autobloccanti nei ponti per aiutare a tirare fuori un'auto bloccata. Ad oggi, il più popolare tra i possessori di Niva è il differenziale Nesterov.

Auto-blocco di Nesterov

Il segreto della sua popolarità sta nel modo in cui funziona il differenziale di Nesterov.

Il design del differenziale consente non solo di regolare in modo ottimale la velocità angolare delle ruote dell'auto durante le manovre, ma anche in caso di slittamento o sospensione della ruota, il dispositivo gli fornisce una minima quantità di energia dal motore. Inoltre, la reazione dell'autoblocco al cambiamento della situazione del traffico è pressoché istantanea. Inoltre, il differenziale Nesterov migliora notevolmente la manovrabilità dell'auto anche su curve scivolose, aumenta la stabilità direzionale, aumenta la dinamica di accelerazione (soprattutto in inverno) e riduce i consumi di carburante. E l'installazione del dispositivo non ne richiedecambia nel design della trasmissione e si installa allo stesso modo del classico diff.

Il differenziale ha trovato applicazione non solo nella tecnologia automobilistica, si è rivelato molto utile sui blocchi moto, facilitando notevolmente la vita dei suoi proprietari.

Differenziale per blocco moto

Motoblock - l'unità è piuttosto pesante e ci vuole molto sforzo per girarla semplicemente e con una velocità angolare di rotazione delle ruote non regolata, questo diventa ancora più difficile. Pertanto, i proprietari di queste macchine, se le differenze non erano originariamente previste dal progetto, le acquistano e le installano da sole.

Come funziona un differenziale per trattore con guida da terra? In effetti, fornisce solo una facile svolta dell'auto, fermando una delle ruote.

La sua altra funzione, non correlata alla ridistribuzione della potenza, è aumentare il passo. Il design del differenziale prevede il suo utilizzo come prolunga dell'asse, il che rende il trattore con guida da terra più manovrabile e resistente al rib altamento, soprattutto in curva.

In una parola, il differenziale è una cosa molto utile e insostituibile, e il suo blocco aumenta notevolmente le capacità di cross-country dell'auto.